CN109122208A - 一种无水源灌溉方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无水源灌溉方法及其装置，通过冷凝装置将夏季空气中的水蒸气凝结成水，并收集所凝结的水作为灌溉用水，同时对多余的冷凝水进行储备，以便应急灌溉；冷凝装置通过太阳能供电装置提供工作电源；将所凝结的水输送至植株根部所设的滴灌头对植株进行滴灌；通过植株根部土壤中埋设的湿度传感器来检测植株根部土壤的湿度值，并将所检测到的湿度值实时发送至控制器；控制器根据所接收到的湿度值来判断是否启动或暂停冷凝装置生成凝结灌溉水。本发明具备生态、环保、应急灌溉报警及灌溉水储备、灌溉控制智能化的优点，充分合理的利用了空气中的水蒸气达到给作物灌溉的目的，保证了植株在干旱的北方夏季的灌溉用水安全。

Description

一种无水源灌溉方法及其装置
技术领域
本发明涉及植物灌溉领域，特别涉及一种无水源灌溉方法及其装置。
背景技术
中国北方好多地区在缺少像河流、湖泊等这样的水源，加之干旱少雨，难以保证所种植的农作物、园艺林木等得到足够的灌溉用水，尤其在夏季，由于蒸发量大，大量水分从土壤中蒸发进入空气中，导致植株根部土壤处于缺水状态，如何克服上述不利条件，能够随时方便的给植株供应灌溉水，并对缺水状况予以及时的预警，以利于监控人员及时采取应对措施，从而保证植株正常生长，对于农业工作者或者园艺园林工作者是一个重要的研究课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种无水源灌溉方法及其装置，能够通过冷凝装置高效的将夏季空气中的水蒸气主动凝结成水，从而给作物植株提供滴灌用水，通过在凝结水充足时将多余凝结出的冷凝水储存在储水系统中，达到在无法凝结到足够冷凝水来灌溉植株时，起到应急灌溉的目的，同时配备以报警系统，将缺水的情况通过远程无线通信系统及时的通知给监控人员；本发明同时还利用太阳能来给冷凝装置提供工作能源，充分利用了大自然中的绿色环保能源作为工作电源。
本发明的技术方案是：一种无水源灌溉方法，包括如下步骤：
1)通过冷凝装置将夏季空气中的水蒸气凝结成水，并收集所凝结的水作为灌溉用水，在灌溉的过程中通过储水箱储备部分冷凝水作为备用，从而在冷凝灌溉水不足时作为灌溉水使用；所述冷凝装置通过太阳能供电装置提供工作电源；
2)将所凝结的水输送至植株根部所设的滴灌头对植株进行滴灌；
3)通过植株根部土壤中埋设的湿度传感器来检测植株根部土壤的湿度值，并将所检测到的湿度值实时发送至控制器；
4)所述控制器根据所接收到的湿度值来判断是否启动或暂停冷凝装置生成凝结灌溉水；所述冷凝装置生成凝结灌溉水的时间超过设定时间时，所述湿度值仍低于土壤湿度设定范围值下限时，所述控制器控制报警装置发出第一报警声；当通过水位传感器检测到储水箱中的水位高度值低于水位高度最低设定值时，所述控制器控制所述报警装置发出第二报警声；当所述控制器控制报警装置发出第一报警声或第二报警声的同时，所述控制器还通过无线通信模块向远程监控终端发送相应的报警提示信息，从而提醒远程监控终端的监控人员注意是否采取相应措施来保障植株的灌溉用水安全。
一种无水源灌溉装置，包括支撑柱，所述支撑柱的顶端固定有太阳能电池板，太阳能电池板的四周设有多块用作冷凝装置的冷端表面倾斜向上的半导体制冷器TEC，各半导体制冷器TEC的下端分别与集水槽相接；所述支撑柱的中部设有横向支撑杆，横向支撑杆的末端设有与横向支撑杆相垂直的位于水平面内的出水杆，所述集水槽内设有漏水孔，漏水孔通过连接管与储水箱的入口连接，储水箱的出口通过出水管与设于横向支撑杆以及出水杆内的输水管路连通，其中所述出水管上设有第一电磁阀，储水箱内还设有水位传感器；所述出水杆上设有若干个与所述输水管路相连通的滴灌头，每个滴灌头上均设有用于控制其滴灌启闭的第二电磁阀；所述太阳能电池板与蓄电池电连接，半导体制冷器TEC通过控制开关与蓄电池和控制器电连接；所述第一电磁阀、第二电磁阀以及水位传感器均与控制器电连接，控制器还与埋设于植株根部土壤中的湿度传感器电连接；所述湿度传感器用于检测植株根部的土壤湿度值，并将所检测到的土壤湿度值实时发送给所述控制器；所述控制器用于实时接收所述土壤湿度值，并将所接收到的土壤湿度值与土壤湿度设定范围值进行实时比对，当所述土壤湿度值低于所述土壤湿度设定范围值下限时，所述控制器通过所述控制开关启动所述半导体制冷器TEC生成凝结灌溉水，同时所述控制器控制所述第一电磁阀以及第二电磁阀均切换为打开状态，所述凝结灌溉水通过半导体制冷器TEC的冷端表面生成后流向所述集水槽，进而通过所述漏水孔、连接管、储水箱、出水管、第一电磁阀以及输水管路流向所述滴灌头，达到给植株根部滴灌供水的目的；随着滴灌的进行，当所述控制器接收到所述土壤湿度值大于土壤湿度设定范围值上限时，所述控制器控制所述第一电磁阀和第二电磁阀均切换为关闭状态，从而通过所述连接管向所述储水箱内储存水，所述水位传感器用于实时检测所述储水箱内的水位高度值，并将所述水位高度值实时发送给所述控制器，所述控制器实时将所述水位高度值与水位高度设定值进行比对，当所述水位高度值高于所述水位高度设定值时，所述控制器通过控制开关关闭所述半导体制冷器TEC，停止生成凝结灌溉水；当所述控制器接收到的土壤湿度值低于所述土壤湿度设定范围值下限时，并且所述控制器通过所述控制开关启动所述半导体制冷器TEC生成凝结灌溉水的时间超过设定时间，所述土壤湿度值仍低于所述土壤湿度设定范围值下限时，所述控制器通过控制开关关闭所述半导体制冷器TEC，并控制所述第一电磁阀以及第二电磁阀均切换为打开状态，从而使用储水箱里储存的水给植株根部滴灌供水，在该滴灌供水的过程中，当所述控制器接收到的土壤湿度值高于所述土壤湿度设定范围值上限时，如上文所述控制器控制所述第一电磁阀以及第二电磁阀切换为关闭状态。
上述控制器还分别信号连接有报警装置以及无线通信模块，所述无线通信模块与远程监控终端信号连接；当所述控制器通过所述控制开关启动所述半导体制冷器TEC生成凝结灌溉水的时间超过设定时间，所述土壤湿度值仍低于所述土壤湿度设定范围值下限时，所述控制器控制所述报警装置发出第一报警声；当水位传感器检测到的储水箱中的水位高度值低于水位高度最低设定值时，所述控制器控制所述报警装置发出第二报警声；当所述控制器控制报警装置发出第一报警声或第二报警声的同时，所述控制器还通过所述无线通信模块向远程监控终端发送相应的报警提示信息，从而提醒远程监控终端的监控人员注意是否采取相应措施来保障植株的灌溉用水。
上述支撑柱的下端设有支撑面，支撑面通过螺栓固定于固定台上，所述固定台埋设于地面内。
上述蓄电池、控制器均设于所述太阳能电池板下方，并固定于所述支撑柱的上端。
上述控制器是MSP430单片机。
本发明的有益效果：本发明实施例中，提供了一种无水源灌溉方法及其装置，通过夏季植物在夜间由于空气气温低而使空中的水蒸气从空气中凝结出并在植物叶子上形成露珠并顺着植物叶子流到其根部的原理(例如玉米苗将露水引流至其根部土壤)，来实现一种在白天和晚上都能够通过温差来主动、高效凝结空气中的水来对植株进行灌溉的方法及装置，充分利用了大自然中的太阳能和空气中的水蒸气来实现实时滴灌植株的功能，即使在无河流、湖泊等水源的状况下也能保证植株实时得到灌溉水，本发明节能环保，保证了夏季干旱缺水的北方地区的植株生长供水。本发明通过湿度传感器检测植株根部的土壤湿度值，并将所检测到的土壤湿度值实时发送给控制器；控制器实时接收土壤湿度值，并将所接收到的土壤湿度值与土壤湿度设定范围值进行实时比对，当土壤湿度值低于土壤湿度设定范围值下限时，控制器通过控制开关启动半导体制冷器TEC生成凝结灌溉水，同时控制器控制第二电磁阀切换为打开状态，所生成的凝结灌溉水通过半导体制冷器TEC的冷端表面生成后流向集水槽，进而通过漏水孔、连接管以及输水管路流向滴灌头，达到给植株根部滴灌供水的目的；随着滴灌的进行，当控制器接收到土壤湿度值大于土壤湿度设定范围值上限时，控制器控制通过控制开关关闭半导体制冷器TEC，停止生成凝结灌溉水，同时控制器控制第二电磁阀切换为关闭状态，从而停止给植株根部滴灌供水。由于在北方干旱的夏季，即便利用空气中的水蒸气来灌溉也不能完全保证随时都有足够的水分可供灌溉，因此本发明装置设置有储水系统，在冷凝水水量充足的时候，并且暂时不需要灌溉的时候，通过冷凝装置继续额外生成一些水储存于储水箱中，在无法通过冷凝装置来冷凝到足够用的灌溉水又需要对植株进行灌溉时，通过储水箱中的水泵释放出存储的水来灌溉，从而尽可能的使植株得到灌溉所需用水，另外通过增加报警系统，对缺水的不同状况进行警报，以确保植株的灌溉用水安全，此外通过信息远程传递，将植株缺水状况无线发送至远程监控终端，从而对植株缺水状况起到很好的监控作用。本发明通过半导体制冷器TEC作为冷凝装置，将夏季空气中的水蒸气凝结成水，从而给作物植株提供滴灌用水，同时通过太阳能电池板，将大自然中的太阳能转化为给冷凝装置提供工作动力的能源，具备生态、环保、灌溉智能化控制的优点，巧妙的利用了空气中的水蒸气达到给作物灌溉的目的，克服了北方很多地区缺少像河流、湖泊等这样的水源，加之干旱少雨，难以保证所种植的作物、园艺林木等得到足够灌溉用水的缺陷。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明电系统连接框图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
参见图1、图2，本发明实施例提供了一种无水源灌溉方法及其装置，其无水源灌溉方法，包括如下步骤：
1)通过冷凝装置将夏季空气中的水蒸气凝结成水，并收集所凝结的水作为灌溉用水，在灌溉的过程中通过储水箱储备部分冷凝水作为备用，从而在冷凝灌溉水不足时作为灌溉水使用；所述冷凝装置通过太阳能供电装置提供工作电源；
2)将所凝结的水输送至植株根部所设的滴灌头对植株进行滴灌；
3)通过植株根部土壤中埋设的湿度传感器来检测植株根部土壤的湿度值，并将所检测到的湿度值实时发送至控制器；
4)所述控制器根据所接收到的湿度值来判断是否启动或暂停冷凝装置生成凝结灌溉水；所述冷凝装置生成凝结灌溉水的时间超过设定时间时，所述湿度值仍低于土壤湿度设定范围值下限时，所述控制器控制报警装置发出第一报警声；当通过水位传感器检测到储水箱中的水位高度值低于水位高度最低设定值时，所述控制器控制所述报警装置发出第二报警声；当所述控制器控制报警装置发出第一报警声或第二报警声的同时，所述控制器还通过无线通信模块向远程监控终端发送相应的报警提示信息，从而提醒远程监控终端的监控人员注意是否采取相应措施来保障植株的灌溉用水安全。
本发明的无水源灌溉装置，包括支撑柱1，所述支撑柱1的顶端固定有太阳能电池板8，太阳能电池板8的四周设有多块用作冷凝装置的冷端表面倾斜向上的半导体制冷器TEC7，各半导体制冷器TEC7的下端分别与集水槽9相接；所述支撑柱1的中部设有横向支撑杆2，横向支撑杆2的末端设有与横向支撑杆2相垂直的位于水平面内的出水杆3，所述集水槽9内设有漏水孔6，漏水孔6通过连接管5与储水箱16的入口连接，储水箱16的出口通过出水管15与设于横向支撑杆2以及出水杆3内的输水管路4连通，其中所述出水管15上设有第一电磁阀14，储水箱16内还设有水位传感器，此外储水箱16上端还设有排气口，排气口上设有排气管17，排气管17竖直向上，并且排气管的出气口高于所述集水槽9的槽口；所述出水杆3上设有若干个与所述输水管路4相连通的滴灌头10，每个滴灌头10上均设有用于控制其滴灌启闭的第二电磁阀；所述太阳能电池板8与蓄电池电连接，半导体制冷器TEC7通过控制开关与蓄电池和控制器电连接；所述第一电磁阀14、第二电磁阀以及水位传感器均与控制器电连接，控制器还与埋设于植株11根部土壤中的湿度传感器电连接；所述湿度传感器用于检测植株根部的土壤湿度值，并将所检测到的土壤湿度值实时发送给所述控制器；所述控制器用于实时接收所述土壤湿度值，并将所接收到的土壤湿度值与土壤湿度设定范围值进行实时比对，当所述土壤湿度值低于所述土壤湿度设定范围值下限时，所述控制器通过所述控制开关启动所述半导体制冷器TEC7生成凝结灌溉水，同时所述控制器控制所述第一电磁阀14以及第二电磁阀均切换为打开状态，所述凝结灌溉水通过半导体制冷器TEC7的冷端表面生成后流向所述集水槽9，进而通过所述漏水孔6、连接管5、储水箱16、出水管15、第一电磁阀14以及输水管路4流向所述滴灌头10，达到给植株11根部滴灌供水的目的；随着滴灌的进行，当所述控制器接收到所述土壤湿度值大于土壤湿度设定范围值上限时，所述控制器控制所述第一电磁阀14和第二电磁阀均切换为关闭状态，从而通过所述连接管5向所述储水箱16内储存水，所述水位传感器用于实时检测所述储水箱16内的水位高度值，并将所述水位高度值实时发送给所述控制器，所述控制器实时将所述水位高度值与水位高度设定值进行比对，当所述水位高度值高于所述水位高度设定值时，所述控制器通过控制开关关闭所述半导体制冷器TEC7，停止生成凝结灌溉水；当所述控制器接收到的土壤湿度值低于所述土壤湿度设定范围值下限时，并且所述控制器通过所述控制开关启动所述半导体制冷器TEC7生成凝结灌溉水的时间超过设定时间(例如设定时间为5小时)，所述土壤湿度值仍低于所述土壤湿度设定范围值下限时(此时说明空气比较干燥，无法充足的生成足够灌溉用的冷凝水)，所述控制器通过控制开关关闭所述半导体制冷器TEC7，并控制所述第一电磁阀14以及第二电磁阀均切换为打开状态，从而使用储水箱16里储存的水给植株11根部滴灌供水，在该滴灌供水的过程中，当所述控制器接收到的土壤湿度值高于所述土壤湿度设定范围值上限时，所述控制器控制所述第一电磁阀14以及第二电磁阀切换为关闭状态。
进一步地，所述控制器还分别信号连接有报警装置以及无线通信模块，所述无线通信模块与远程监控终端信号连接；当所述控制器通过所述控制开关启动所述半导体制冷器TEC7生成凝结灌溉水的时间超过设定时间(例如设定时间为5小时)，所述土壤湿度值仍低于所述土壤湿度设定范围值下限时，所述控制器控制所述报警装置发出第一报警声(第一报警声的发出表明开始利用储水箱中的水来给植株灌溉了)；当水位传感器检测到的储水箱中的水位高度值低于水位高度最低设定值时，所述控制器控制所述报警装置发出第二报警声(第二报警声的发出表明储水箱中储存的水也不足了)；当所述控制器控制报警装置发出第一报警声或第二报警声的同时，所述控制器还通过所述无线通信模块向远程监控终端发送相应的报警提示信息，从而提醒远程监控终端的监控人员注意是否采取相应措施来保障植株11的灌溉用水。
进一步地，所述支撑柱1的下端设有支撑面，支撑面通过螺栓13固定于固定台12上，所述固定台12埋设于地面内。
进一步地，所述蓄电池、控制器均设于所述太阳能电池板8下方，并固定于所述支撑柱1的上端。
进一步地，所述控制器是MSP430单片机。
综上，本发明提供了一种无水源灌溉方法及其装置，通过夏季植物在夜间由于空气气温低而使空中的水蒸气从空气中凝结出并在植物叶子上形成露珠并顺着植物叶子流到其根部的原理(例如玉米苗将露水引流至其根部土壤)，来实现一种在白天和晚上都能够通过温差来主动、高效凝结空气中的水来对植株进行灌溉的方法及装置，充分利用了大自然中的太阳能和空气中的水蒸气来实现实时滴灌植株的功能，即使在无河流、湖泊等水源的状况下也能保证植株实时得到灌溉水，本发明节能环保，保证了夏季干旱缺水的北方地区的植株生长供水。本发明通过湿度传感器检测植株根部的土壤湿度值，并将所检测到的土壤湿度值实时发送给控制器；控制器实时接收土壤湿度值，并将所接收到的土壤湿度值与土壤湿度设定范围值进行实时比对，当土壤湿度值低于土壤湿度设定范围值下限时，控制器通过控制开关启动半导体制冷器TEC生成凝结灌溉水，同时控制器控制第二电磁阀切换为打开状态，所生成的凝结灌溉水通过半导体制冷器TEC的冷端表面生成后流向集水槽，进而通过漏水孔、连接管以及输水管路流向滴灌头，达到给植株根部滴灌供水的目的；随着滴灌的进行，当控制器接收到土壤湿度值大于土壤湿度设定范围值上限时，控制器控制通过控制开关关闭半导体制冷器TEC，停止生成凝结灌溉水，同时控制器控制第二电磁阀切换为关闭状态，从而停止给植株根部滴灌供水。由于在北方干旱的夏季，即便利用空气中的水蒸气来灌溉也不能完全保证随时都有足够的水分可供灌溉，因此本发明装置还设置有储水系统，在冷凝水水量充足的时候，并且暂时不需要灌溉的时候，通过冷凝装置继续额外生成一些水储存于储水箱中，在无法通过冷凝装置来冷凝到足够用的灌溉水又需要对植株进行灌溉时，通过储水箱中的水泵释放出存储的水来灌溉，从而尽可能的使植株得到灌溉所需用水，另外通过增加报警系统，对缺水的不同状况进行警报，以确保植株的灌溉用水安全，此外通过信息远程传递，将植株缺水状况无线发送至远程监控终端，从而对植株缺水状况起到很好的监控作用。本发明通过半导体制冷器TEC作为冷凝装置，将夏季空气中的水蒸气凝结成水，从而给作物植株提供滴灌用水，同时通过太阳能电池板，将大自然中的太阳能转化为给冷凝装置提供工作动力的能源，具备生态、环保、灌溉智能化控制的优点，巧妙的利用了空气中的水蒸气达到给作物灌溉的目的，克服了北方很多地区缺少像河流、湖泊等这样的水源，加之干旱少雨，难以保证所种植的作物、园艺林木等得到足够灌溉用水的缺陷。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种无水源灌溉方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)通过冷凝装置将夏季空气中的水蒸气凝结成水，并收集所凝结的水作为灌溉用水，在灌溉的过程中通过储水箱储备部分冷凝水作为备用，从而在冷凝灌溉水不足时作为灌溉水使用；所述冷凝装置通过太阳能供电装置提供工作电源；
2)将所凝结的水输送至植株根部所设的滴灌头对植株进行滴灌；
3)通过植株根部土壤中埋设的湿度传感器来检测植株根部土壤的湿度值，并将所检测到的湿度值实时发送至控制器；
4)所述控制器根据所接收到的湿度值来判断是否启动或暂停冷凝装置生成凝结灌溉水；所述冷凝装置生成凝结灌溉水的时间超过设定时间时，所述湿度值仍低于土壤湿度设定范围值下限时，所述控制器控制报警装置发出第一报警声；当通过水位传感器检测到储水箱中的水位高度值低于水位高度最低设定值时，所述控制器控制所述报警装置发出第二报警声；当所述控制器控制报警装置发出第一报警声或第二报警声的同时，所述控制器还通过无线通信模块向远程监控终端发送相应的报警提示信息，从而提醒远程监控终端的监控人员注意是否采取相应措施来保障植株的灌溉用水安全。
2.一种无水源灌溉装置，其特征在于，包括支撑柱(1)，所述支撑柱(1)的顶端固定有太阳能电池板(8)，太阳能电池板(8)的四周设有多块用作冷凝装置的冷端表面倾斜向上的半导体制冷器TEC(7)，各半导体制冷器TEC(7)的下端分别与集水槽(9)相接；所述支撑柱(1)的中部设有横向支撑杆(2)，横向支撑杆(2)的末端设有与横向支撑杆(2)相垂直的位于水平面内的出水杆(3)，所述集水槽(9)内设有漏水孔(6)，漏水孔(6)通过连接管(5)与储水箱(16)的入口连接，储水箱(16)的出口通过出水管(15)与设于横向支撑杆(2)以及出水杆(3)内的输水管路(4)连通，其中所述出水管(15)上设有第一电磁阀(14)，储水箱(16)内还设有水位传感器；所述出水杆(3)上设有若干个与所述输水管路(4)相连通的滴灌头(10)，每个滴灌头(10)上均设有用于控制其滴灌启闭的第二电磁阀；所述太阳能电池板(8)与蓄电池电连接，半导体制冷器TEC(7)通过控制开关与蓄电池和控制器电连接；所述第一电磁阀(14)、第二电磁阀以及水位传感器均与控制器电连接，控制器还与埋设于植株(11)根部土壤中的湿度传感器电连接；
所述湿度传感器用于检测植株根部的土壤湿度值，并将所检测到的土壤湿度值实时发送给所述控制器；所述控制器用于实时接收所述土壤湿度值，并将所接收到的土壤湿度值与土壤湿度设定范围值进行实时比对，当所述土壤湿度值低于所述土壤湿度设定范围值下限时，所述控制器通过所述控制开关启动所述半导体制冷器TEC(7)生成凝结灌溉水，同时所述控制器控制所述第一电磁阀(14)以及第二电磁阀均切换为打开状态，所述凝结灌溉水通过半导体制冷器TEC(7)的冷端表面生成后流向所述集水槽(9)，进而通过所述漏水孔(6)、连接管(5)、储水箱(16)、出水管(15)、第一电磁阀(14)以及输水管路(4)流向所述滴灌头(10)，达到给植株(11)根部滴灌供水的目的；随着滴灌的进行，当所述控制器接收到所述土壤湿度值大于土壤湿度设定范围值上限时，所述控制器控制所述第一电磁阀(14)和第二电磁阀均切换为关闭状态，从而通过所述连接管(5)向所述储水箱(16)内储存水，所述水位传感器用于实时检测所述储水箱(16)内的水位高度值，并将所述水位高度值实时发送给所述控制器，所述控制器实时将所述水位高度值与水位高度设定值进行比对，当所述水位高度值高于所述水位高度设定值时，所述控制器通过控制开关关闭所述半导体制冷器TEC(7)，停止生成凝结灌溉水；当所述控制器接收到的土壤湿度值低于所述土壤湿度设定范围值下限时，并且所述控制器通过所述控制开关启动所述半导体制冷器TEC(7)生成凝结灌溉水的时间超过设定时间，所述土壤湿度值仍低于所述土壤湿度设定范围值下限时，所述控制器通过控制开关关闭所述半导体制冷器TEC(7)，并控制所述第一电磁阀(14)以及第二电磁阀均切换为打开状态，从而使用储水箱(16)里储存的水给植株(11)根部滴灌供水，在该滴灌供水的过程中，当所述控制器接收到的土壤湿度值高于所述土壤湿度设定范围值上限时，如上述所述控制器控制所述第一电磁阀(14)以及第二电磁阀切换为关闭状态。
3.如权利要求2所述的一种无水源灌溉装置，其特征在于，所述控制器还分别信号连接有报警装置以及无线通信模块，所述无线通信模块与远程监控终端信号连接；当所述控制器通过所述控制开关启动所述半导体制冷器TEC(7)生成凝结灌溉水的时间超过设定时间，所述土壤湿度值仍低于所述土壤湿度设定范围值下限时，所述控制器控制所述报警装置发出第一报警声；当水位传感器检测到的储水箱中的水位高度值低于水位高度最低设定值时，所述控制器控制所述报警装置发出第二报警声；当所述控制器控制报警装置发出第一报警声或第二报警声的同时，所述控制器还通过所述无线通信模块向远程监控终端发送相应的报警提示信息，从而提醒远程监控终端的监控人员注意是否采取相应措施来保障植株(11)的灌溉用水。
4.如权利要求2所述的一种无水源灌溉装置，其特征在于，所述支撑柱(1)的下端设有支撑面，支撑面通过螺栓(13)固定于固定台(12)上，所述固定台(12)埋设于地面内。
5.如权利要求2所述的一种无水源灌溉装置，其特征在于，所述蓄电池、控制器均设于所述太阳能电池板(8)下方，并固定于所述支撑柱(1)的上端。
6.如权利要求2所述的一种无水源灌溉装置，其特征在于，所述控制器是MSP430单片机。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111519701A (zh) * 2020-04-18 2020-08-11 黄锦锦 一种用于旱区土壤的固土锁水装置
CN112144605A (zh) * 2020-09-17 2020-12-29 安徽林海园林绿化股份有限公司 生态雨水调蓄系统及其输送方法
CN113179924A (zh) * 2021-05-10 2021-07-30 中外智库国际经济文化交流(北京)中心 一种促进藤蔓植物生长的人工智能装置
CN113349027A (zh) * 2021-06-17 2021-09-07 武汉理工大学 基于半导体的制冷结露植被滴灌装置
CN113892421A (zh) * 2021-09-10 2022-01-07 重庆交通大学 一种基于半导体制冷的冷凝取水式节水灌溉系统
CN115336519A (zh) * 2022-08-25 2022-11-15 深圳达贤数字科技有限公司 一种无人值守的免浇水可空气制水的智能管理滴灌设备
CN115918411A (zh) * 2023-02-02 2023-04-07 常州大学 一种可以自调节水-二氧化碳正逆双循环的生态大棚

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3991939A (en) * 1975-07-16 1976-11-16 William Richard Maclay System for spraying and cooling vegetation
US4315599A (en) * 1980-03-03 1982-02-16 Biancardi Robert P Apparatus and method for automatically watering vegetation
US4342196A (en) * 1980-07-22 1982-08-03 Yeh Hsu Chieh Method and apparatus for generating power and irrigating plants with solar energy and earth heat
SU1219013A1 (ru) * 1984-07-16 1986-03-23 Grin Yurij Многоопорна дождевальна машина
CN1144035A (zh) * 1995-06-02 1997-03-05 株式会社石本农技研 蒸馏灌水装置
CN102283076A (zh) * 2010-06-17 2011-12-21 迪尔公司 用于使用大气水进行灌溉的系统和方法
CN202759940U (zh) * 2012-09-22 2013-03-06 山东科技大学 沙漠植物集水微灌装置
CN102972259A (zh) * 2012-11-02 2013-03-20 北京天诚同创电气有限公司 一种无水灌溉系统
CN205530459U (zh) * 2016-03-04 2016-08-31 陶永安 沙漠化地区制水系统及滴灌系统
CN105935037A (zh) * 2016-06-15 2016-09-14 张舒维 一种用于高原地区的采用在线制水原理的浇灌设备
CN106613794A (zh) * 2016-12-23 2017-05-10 上海理工大学 多功能智能凝水浇灌装置
CN107155837A (zh) * 2017-06-27 2017-09-15 王磊 收集自然凝结水和雨水对植被供水的方法及系统
CN206728772U (zh) * 2017-04-28 2017-12-12 许述君 固定式空气取水灌溉系统
CN108112460A (zh) * 2017-12-26 2018-06-05 黄淮学院 基于单片机控制的自动灌溉系统

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3991939A (en) * 1975-07-16 1976-11-16 William Richard Maclay System for spraying and cooling vegetation
US4315599A (en) * 1980-03-03 1982-02-16 Biancardi Robert P Apparatus and method for automatically watering vegetation
US4342196A (en) * 1980-07-22 1982-08-03 Yeh Hsu Chieh Method and apparatus for generating power and irrigating plants with solar energy and earth heat
SU1219013A1 (ru) * 1984-07-16 1986-03-23 Grin Yurij Многоопорна дождевальна машина
CN1144035A (zh) * 1995-06-02 1997-03-05 株式会社石本农技研 蒸馏灌水装置
CN102283076A (zh) * 2010-06-17 2011-12-21 迪尔公司 用于使用大气水进行灌溉的系统和方法
CN202759940U (zh) * 2012-09-22 2013-03-06 山东科技大学 沙漠植物集水微灌装置
CN102972259A (zh) * 2012-11-02 2013-03-20 北京天诚同创电气有限公司 一种无水灌溉系统
CN205530459U (zh) * 2016-03-04 2016-08-31 陶永安 沙漠化地区制水系统及滴灌系统
CN105935037A (zh) * 2016-06-15 2016-09-14 张舒维 一种用于高原地区的采用在线制水原理的浇灌设备
CN106613794A (zh) * 2016-12-23 2017-05-10 上海理工大学 多功能智能凝水浇灌装置
CN206728772U (zh) * 2017-04-28 2017-12-12 许述君 固定式空气取水灌溉系统
CN107155837A (zh) * 2017-06-27 2017-09-15 王磊 收集自然凝结水和雨水对植被供水的方法及系统
CN108112460A (zh) * 2017-12-26 2018-06-05 黄淮学院 基于单片机控制的自动灌溉系统

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111519701A (zh) * 2020-04-18 2020-08-11 黄锦锦 一种用于旱区土壤的固土锁水装置
CN111519701B (zh) * 2020-04-18 2020-11-24 黄锦锦 一种用于旱区土壤的固土锁水装置
CN112144605A (zh) * 2020-09-17 2020-12-29 安徽林海园林绿化股份有限公司 生态雨水调蓄系统及其输送方法
CN113179924A (zh) * 2021-05-10 2021-07-30 中外智库国际经济文化交流(北京)中心 一种促进藤蔓植物生长的人工智能装置
CN113349027A (zh) * 2021-06-17 2021-09-07 武汉理工大学 基于半导体的制冷结露植被滴灌装置
CN113349027B (zh) * 2021-06-17 2022-06-28 武汉理工大学 基于半导体的制冷结露植被滴灌装置
CN113892421A (zh) * 2021-09-10 2022-01-07 重庆交通大学 一种基于半导体制冷的冷凝取水式节水灌溉系统
CN115336519A (zh) * 2022-08-25 2022-11-15 深圳达贤数字科技有限公司 一种无人值守的免浇水可空气制水的智能管理滴灌设备
CN115918411A (zh) * 2023-02-02 2023-04-07 常州大学 一种可以自调节水-二氧化碳正逆双循环的生态大棚

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